นี-โย เกิดในรัฐอาร์คันซอ เมืองแคมเดน มีชื่อทางศาสนาว่า แชฟเฟอร์ ชิเมียร์ สมิธ[3] บิดาของเขาเป็น ชาวอเมริกันเชื้อสายแอฟริกัน ส่วนมารดาของเขามีเชื้อสายผสมระหว่างชาวอเมริกันเชื้อสายแอฟริกันกับอเมริกันเชื้อสายจีน[4] ทั้งคู่เป็นนักดนตรี ตั้งแต่ยังเด็กเขาอยู่กับแม่เพียงคนเดียวเพราะพ่อแยกทางกันไป[5] และเพื่อหวังว่าจะได้โอกาสที่ดีขึ้น แม่ของเขาย้ายพร้อมครอบครัวไปอยู่ในลาสเวกัส รัฐเนวาดา

ขณะเรียนที่ลาสเวกัสอะคาเดมี สมิธใช้ชื่อนักร้องว่า "GoGo" และเข้าร่วมกลุ่มนักร้องอาร์แอนด์บีชื่อ เอนวี ซึ่งเคยแสดงในรายการโชว์ไทม์แอตดิอะพอลโล[6] และรายการเดอะคัต ทางช่องเอ็มทีวี[7] (ลิซา "เลฟต์อายส์" โลปส์ จากวงทีแอลซี เป็นพิธีกร)[8] วงปิดตัวลงใน ค.ศ. 2000 และสมิธยังคงแต่งเพลงให้นักร้องคนอื่นต่อไปก่อนเริ่มงานเพลงเดี่ยว ชื่อนักร้องว่า "Ne-Yo" ตั้งโดนบิก ดี อีแวนส์ โปรดิวเซอร์ที่นีโยเคยร่วมงานด้วย[9] เนื่องจากอีแวนส์กล่าวว่านี-โยมองดนตรีว่าเป็นตัวละครนีโอมองจักรวาลเมทริกซ์ในเรื่องเดอะเมทริกซ์[10]